Regulacion expresion genica

1. REGULACION DE LA EXPRESION GENICA

2. DECODIFICACION DE LA INFORMACION
GENETICA



Membrana
nuclear
TranscripciónTranscripción
Edición del RNAEdición del RNA
TraducciónTraducción
DNA
Pre-mRNA
mRNA
Ribosoma
Proteína
Célula Célula
eucarieucari
otaota

3. La Transcripción
•La información para fabricar todas las
proteínas está almacenada en las moléculas
de ADN de los cromosomas.
•La sucesión de bases en las moléculas de ADN
es un código químico para la sucesión de
aminoácidos en las proteínas.
•Un segmento de ADN que codifica para una
proteína en particular se llama gene.

4. Ácido Ribonucleico (ARN)
•El ARN es un ácido nucleico que se
compone de una sola cadena de
nucleótidos.
•Los nucleótidos de ARN están formados
por ribosa en lugar de la desoxirribosa
del ADN, y tienen la base nitrogenada
uracilo (U) en lugar de timina.

5. Tipos de ARN
•ARN mensajero o ARNm: lleva las instrucciones para hacer una
proteína en particular, desde el ADN en el núcleo hasta los
cromosomas.
•ARN de transferencia o ARNt: lleva los aminoácidos a los
ribosomas, se encuentra en el citoplasma.
•ARN ribosomal o ARNr: forma parte de los ribosmas.

6. Pasos de la Transcripción
•La porción del ADN que contiene el código para la
proteína que se necesita, se desdobla y se separa. El
resultado es que se exponen las bases.
•Los nucleótidos de ARN libres que están en el
núcleo, se aparean con las bases expuestas del
ADN. Como resultado, de los tripletes del ADN se
forman tripletes complementarios en la molécula
de ARNm. Una sucesión de tres nucleótidos en una
molécula que codifica para un aminoácido se llama
un codón.

8. •La molécula de ARNm se completa por la formación de enlaces
entre los nucleótidos del ARN. La molécula de ARNm se separa
de la molécula de ADN. La molécula completa de ARNm, sale
del núcleo, pasa por la membrana nuclear y va a los ribosomas.
Pasos de la TranscripciónPasos de la Transcripción

9. •Los genes que se transcriben en una
célula en un momento dado son
regulados por:
–La función de la célula.
–La etapa del desarrollo del organismo.
–El medio.

10. La regulación puede presentarse en cualquiera de
estos casos:
1.La velocidad de transcripción de los genes
individuales puede regularse
2.Las moléculas de ARN transcritas a partir del ADN
pueden procesarse en ARNm diferentes.
3.Los RNA mensajeros pueden traducirse a
diferentes velocidades.
4.Puede ser necesaria alguna modificación de las
proteínas antes de realizar sus funciones en una
célula.
5.La velocidad de actividad de las enzimas puede
regularse.

11. Regulación genética en los procariotes
•El ADN procariótico con frecuencia se organiza en
paquetes coherentes llamados operones.
•En los operones radican los genes para funciones
interrelacionadas. Presentan .
•1) Región estructural: Corresponde al conjunto de
genes (cistrones) que determinan el orden de los
AA en las proteínas que codifican .
•2) Región reguladora o promotor:Esta región
controla el ritmo con el que la ARN polimerasa
transcribe la región estructural en ARN. Esta cerca
de la anterior .

12. Las secuencias de ADN asociadas a los
cistrones( operón)
•a)Promotor: se sitúa unos nucleótidos antes del punto de inicio de la
síntesis de ARNm.
•b)Operador:
•Secuencia próxima a los genes estructurales .
•Permite o no la acción transcriptora de la ARN pol.
•Puede ser bloqueada por una 'proteína represora' (represor).
•c)Regulador:
•Secuencia que puede estar más distante de los cistrones.
•Determina la síntesis de un represor.

13. Control genético de la actividad de la célula
•Los genes reacciones
químicas
•El “operón” es una secuencia
de genes en serie de la hebra
del DNA cromosómico.
•Cada gen da lugar a una
enzima específica (Gen
Estructural)
•Las enzimas actúan sobre un
sustrato que origina a un
producto final
•Este inactiva al operador
activador por
retroalimentación negativa.

14. Control genético de la actividad bioquímica de
la célula
•En las “regiones promotoras”
se inicia la activación de la
RNA polimerasa
•A la parte media de la región
promotora se le llama:
“operador represor”
•A él puede unirse una
“proteína reguladora” que
evita la unión de la RNA
polimerasa con el promotor y
bloquea la transcripción de
genes.

15. Control genético de la actividad bioquímica de
la célula
•Esta proteína reguladora se
llama “proteína represora”
•Junto al operador represor
está el operador activador
que atrae a la polimerasa
de RNA hacia el promotor y
activa el operón.
•También existe control del
operón mediante
retroalimentación
negativa.

16. Control genético de la actividad de la
célula
•Otros mecanismos para controlar la transcripción por
el operón
–Gen regulador >>> proteína reguladora que activa
o reprime al operón
–Si esta proteína controla simultáneamente a
muchos operones y funcionan juntos se les llama:
regulón
–El DNA está encerrado y comprimido en los
cromosomas junto con las histonas, así no puede
haber transcripción, pero puede haber selección
de áreas cromosómicas que se descomprimen y se
transcriben.

17. REGULACION DE LA EXPRESION EN PROCARIONTES
•La regulación implica interacciones entre el ambiente
químico de la célula y proteínas reguladoras especiales,
codificadas por genes reguladores.
• Por ej, las células de E. coli abastecidas con lactosa como
fuente de carbono y energía, requieren de la enzima beta-
galactosidasa para metabolizar ese disacárido. Las células
que crecen en un medio con lactosa fabrican
aproximadamente 3.000 moléculas de beta-galactosidasa.
Sin embargo, en ausencia de lactosa hay un promedio de
una molécula de enzima por célula. En conclusión, la
presencia de lactosa provoca la inducción de la producción
de las moléculas de enzima necesarias para degradarla. Se
dice, entonces, que estas enzimas son inducibles.

18. REGULACION DE LA EXPRESION EN PROCARIONTES
•Por el contrario, la presencia de un nutriente determinado
puede inhibir la transcripción de un grupo de genes
estructurales. La E. coli, como otras bacterias, puede
sintetizar cada uno de sus aminoácidos a partir de
amoníaco y de una fuente de carbono. Los genes
estructurales que codifican las enzimas necesarias para la
biosíntesis del aminoácido triptófano, por ejemplo, están
agrupados y se transcriben en una única molécula de
mRNA. Este mRNA es producido continuamente por células
en crecimiento si el triptófano no está presente. En
presencia de triptófano, se detiene la producción de las
enzimas. Estas enzimas, cuya síntesis se reduce en
presencia de los productos de las reacciones que catalizan,
se denominan represibles.

19. GENES INDUCIBLES Y REPLESIBLES

20. REGULACION :Operón Lac
Operones inducibles, el inductor contrarresta el
efecto del represor uniéndose a él y
manteniéndolo en una forma inactiva.
Así, cuando el inductor(lactosa) está presente, el
represor ya no puede unirse al operador y pueden
proseguir la transcripción y la traducción.

22. REGULACION :Operón Tryp
En los operones represibles, en ausencia del
correpresor (TRYP), el represor se encuentra
inactivo. En este estado, la transcripción y la
traducción ocurren permanentemente. En
presencia de un correpresor, se forma un
complejo represor-correpresor y el represor se
activa. Así puede unirse al operador bloqueando
la transcripción

24. Regulación genética en Eucariotes
•La regulación genética es muy diferente en los
eucariotes:
–Hay genes para funciones relacionadas que
se pueden encontrar en cromosomas
diferentes.
–Muchos genes individuales son desplegados
en el cromosoma.
–Por ello, la transcripción y su regulación son
mucho más complejas.

25. Los genes eucarióticos constan de segmentos de ADN que
codifican la secuencia de aminoácidos de las proteínas
interrumpidas por segmentos de ADN no codificantes.
•Cada gen consta de dos o más secuencias de bases que
codifican una proteína, interrumpidos por otras
secuencias de bases que no son traducidas en una
proteína.
•Los segmentos codificantes reciben el nombre de exones.
•Los segmentos no codificantes reciben el nombre de
intrones.

26. PROCESAMIENTO DEL mRNA EUCARIOTE

27. •El ARN resultante se transforma en ARNm:
–Se agregan la tapa y la cola, que son nucleótidos de ARN
5 metil guanosina y la cola de poli A
–Las enzimas en el núcleo cortan de manera precisa la
molécula, unen los exones y se deshacen del resto.

28. REGULACION: Modificaciones covalentes del ADNModificaciones covalentes del ADN

La metilación de los restos de citosina en el
ADN, especialmente en los sitios promotores,
dificultan la transcripción. Por ejemplo: los
genes de globina están más metilados en
células no productoras de hemoglobina . Las
metilaciones se producen en secuencias
específicamente reconocidas que
generalmente se agrupan en lugares ricos en
GC, con frecuencia dentro o cerca de
regiones reguladoras de la transcripción.

29. REGULACION :Modificación del número y
de la estructura de los genes:

La eliminación total o parcial de genes impide la
formación de ARNm y de la proteína correspondiente,
los glóbulos rojos son un caso extremo donde una vez
sintetizadas las proteínas estructurales y funcionales,
la eliminación del núcleo en la etapa de eritroblasto
ortocromático produce una célula incapaz de
sintetizar toda proteína de novo .Presenta un 90% del
contenido proteico total como hemoglobina

30. REGULACION :CONTROL TRANSCRIPCIONAL DE LA CONTROL TRANSCRIPCIONAL DE LA
EXPRESION GENETICAEXPRESION GENETICA
Constituye uno de los modos más
importantes de regulación de la expresión
proteica en eucariontes.
En esta categoría están incluídos los
promotores, la presencia de secuencias
regulatorias potenciadoras , y la
interacción entre múltiples proteínas
activadoras o inhibidoras que actúan
mediante su unión a secuencias
específicas de reconocimiento al ADN

31. F actores de transcripción : DE UNION AL ADN PARA LA
DIFERENCIACIÓN
Factor Hélice asa hélice
(HAH)
•Es una proteica o dominio
compuesto por dos regiones de
alfa hélice separadas por una de
longitud variable que forma un
rulo o bucle entre ellas y cadena
de aa básicos. Está se une al
ADN mediante la región básica
que presenta. Un ejemplo FT
HAH de Mioblastos implicado
en el inicio de la diferenciación
de las células musculares ,activa
al gen de diferenciación.

32. F actores de transcripción : DE UNION AL ADNF actores de transcripción : DE UNION AL ADN
• Conformados por residuos de 2
cisteínas y 2 histidinas que
permiten la unión de cationes Zn
2+

a la proteína, produciéndose un
enlace coordinado del metal en el
centro de ellos. Este es llamado
“dedo de zinc”. Estos dominios
pueden encajar en los surcos
mayores del ADN. El acople de
estos factores regulatorios abarca
la mitad de una vuelta de la doble
hélice del ADN.
•Ejemplos : factor de transcripción
del gen ARNr 5S por la ARN poli
III y las proteínas de la
superfamilia de receptores de las
hormonas esteroideas, tiroideas.

33. Control Genético de la función celular